BEDÖMNING AV VÅGHÖJDER I INRE HAMNEN

Transkript

1 PM BEDÖMNING AV VÅGHÖJDER I INRE HAMNEN SLUTRAPPORT

2 1 INLEDNING I Oskarshamn pågår sedan en tid tillbaka ett arbete med att utveckla Inre hamnen. Ett planprogram har tagits fram som ska leda till en detaljplan. I samband med detta har Oskarshamns kommun bett Tyréns bistå med en bedömning av våghöjder i Inre hamnen utifrån resultatet från en tidigare utredning. Syftet är att få en uppfattning om vågförhållandena med anledning av planerade bad samt en ny småbåtshamn. Figur 1 visar en planritning över den framtida utformningen av Inre hamnen med nya badplatser, ny småbåtshamn och färjeläget för Gotlandsfärjan markerade. Badplats Småbåtshamn Färjeläge Figur 1 Plan över framtida utformning av Inre hamnen med nya badplatser, ny småbåtshamn samt färjeläget för Gotlandsfärjan markerade (Oskarshamns kommun). 2 UNDERLAG År 2011 genomförde DHI Sverige AB en förstudie på uppdrag av Hifab AB 1. Slutlig beställare var Oskarshamns kommun. Förstudien syftade till att bedöma vilka förändringar i vågförhållanden och cirkulation som den nu pågående muddringen av hamnen skulle kunna ge upphov till. För att besvara frågeställningen rörande vågorna genomfördes en förenklad vågmodellering med programvaran MIKE 21 BW. En situation som representerade en ogynnsam vågriktning med en 1 Oskarshamns hamn Bedömning av förändringar i våg- och strömklimat i samband med utfyllning av vattenområden. A. Karlsson, P. Sloth och O. Liungman, DHI Sverige AB, uppdragsnr , Tyréns AB Malmö Besök: Isbergs gata 15 Tel: Säte: Stockholm Org.nr: (6)

3 våghöjd på 1 m och en relativt lång vågperiod simulerades för nuvarande situation och ett framtida fall efter muddring och utfyllnad. Resultaten presenterades såsom kartor över signifikant våghöjd för den nuvarande (Figur 2) och den framtida situationen (Figur 3) samt en karta som visar kvoten mellan våghöjden i den framtida och den nuvarande situationen (Figur 4). Figurerna i rapporten visar tyvärr inte resultaten i Inre hamnen, men enligt uppgift ökar inte de simulerade våghöjderna längre in utan snarare avtar de något. Resultaten är i viss mån skalbara, d.v.s. om infallande våg utanför hamnen under andra förhållanden är 2 m hög så får man en rimlig uppskattning av våghöjderna i hamnen genom att dubblera alla värdena som presenteras i Figur 2 och Figur 3. Figur 2 Signifikant våghöjd för dagens utformning (DHI 2011). 3(6)

4 Figur 3 Signifikant våghöjd med utfyllnader och muddringar (DHI 2011). Figur 4 Kvoten mellan signifikanta våghöjden för den framtida utformningen och dagens utformning (DHI 2011). 4(6)

5 3 RESULTAT För att bedöma våghöjden inne i hamnen behöver vi först avgöra om den infallande våghöjd som använts (1 m) är representativ. En uppskattning kan göras utifrån vindhastighet, sträckan över vilken vågorna byggts upp av vinden (stryklängden) samt medeldjupet över den sträckan. För nordostliga till ostliga vindar kan man antingen tänka sig sträckan från Oskarshamn över till Öland (ca 25 km) eller, vid nordostlig vind, sträckan Oskarshamn till Visby (ca 100 km). Djupet längs dessa sträckor varierar men närmare Oskarshamn är 20 m ett rimligt medeldjup som i alla fall inte utgör en underskattning. Utifrån gängse formler 2 har signifikanta våghöjden utanför Oskarshamns hamn uppskattats och presenteras i Tabell 1. Tabell 1 Beräknade våghöjder (m) för infallande våg utanför Oskarshamn för tre olika vindhastigheter och två olika stryklängder. Vindhastighet (m/s) 100 km 25 km 10 1,6 0,9 15 2,5 1,5 20 3,3 2,0 En analys av vinddata från SMHI:s station Ölands Norra Udde A (timvärden av riktning och hastighet) visar att för perioden till så återfinns inte ett enda tillfälle med en vindriktning mellan 45 och 120 grader och en samtidig vindhastighet över 15 m/s, och bara ett tillfälle med en samtidig vindhastighet över 10 m/s. Nordostliga eller ostliga vindar med vindhastigheter över 10 m/s får därmed anses som mycket ovanliga. Erfarenhetsmässigt förväntar vi oss att stormvindar från ost ( 20 m/s) har en återkomsttid på åtminstone 50 år. Låt oss därför anta att en rimlig infallande våg vid ogynnsamma men inte extrema förhållanden har en våghöjd på ca 1,5 m. Våghöjderna i Figur 2 och Figur 3 ska därmed multipliceras med 1,5, vilket ger att signifikanta våghöjden längst in i hamnen är mindre än 0,15 m. Våghöjderna ökar i den inre delen av hamnen efter muddring och utfyllnader (Figur 4), men förväntas fortfarande ligga under 0,15 m runt Badholmen, även om det inte går att direkt utläsa p.g.a. att denna del av hamnen inte inkluderats i Figur 2 och Figur 3. Modellsimuleringarna har inte tagit hänsyn till eventuell lokal våggenerering. Detta kräver en rimlig stryklängd över vilken den lokala vinden kan verka. Den enda vindriktning som skulle kunna ge upphov till några högre lokalt genererade vindvågor är om vinden blåser rakt in i hamnen. Om man räknar med ett avstånd på ca 1300 m från hamnens mynning till Badholmen och ett medeldjup på ca 8 m så kan man uppskatta signifikant våghöjd och vågperiod vid Badholmen utifrån samma formler som använts ovan. Resultaten presenteras i Tabell 2. Tabell 2 Beräknade vågförhållanden vid Badholmen för en vind riktad längs hamnen in mot Badholmen. Vindhastighet (m/s) Signifikant våghöjd (m) Vågperiod (s) 10 0,22 1,5 15 0,36 1,8 20 0,51 2,0 2 Shore Protection Manual. Coastal Engineering Research Center, U.S. Army Corps of Engineers, Waterways Experiment Station, Vicksburg Mississippi, 1984, ekvation 3-39 och (6)

6 Detta förutsätter alltså en mycket ogynnsam vind som blåser precis i hamnens riktning (lite syd om ostlig) och med en hög vindhastighet. Som visats ovan är ostliga vindar över 10 m/s mycket ovanliga. Vi kan därför dra slutsatsen att lokalt genererade vindvågor med en signifikant våghöjd över drygt 0,20 m i Inre hamnen är mycket ovanliga. Ytterligare en möjlig påverkan på vågklimatet är fartygsgenererade vågor, t.ex. från Gotlandsfärjorna. Det är möjligt att uppskatta dessa vågors höjd på olika avstånd från ett fartyg men detta har inte gjorts här. Gotlandsfärjorna passerar inte Inre hamnens tänkta småbåtshamn utan stannar, vänder och backar långsamt in mot färjeläget. Risken för större fartygsgenererade vågor borde vara liten. Möjligen kan det genereras andra typer av vågor i samband med att färjorna lägger till (t.ex. från ett plötsligt motorpådrag i samband med manövrering) men detta är svårt att beräkna. Direkt observation är sannolikt ett bättre sätt att bedöma om färjorna kan ge upphov till vågor runt Badholmen. 4 SLUTSATSER Kriterierna för ett gott vågklimat i en småbåtshamn beror på riktningen och perioden hos vågorna 3. Värst är långa vågor (period >2 sekunder) som kommer in från sidan på de förtöjda båtarna. Signifikanta våghöjden bör då inte överstiga 0,15 m mer än en gång per år. Vid andra vågriktningar och vågperioder är gränsen 0,3 m. För det värsta fallet (långa vågor från sidan) bör signifikanta våghöjden inte överstiga 0,25 m mer än en gång per 50 år medan om vågorna kommer mer framifrån så blir gränsen mellan 0,4 och 0,6 m. Utifrån de beräkningar och uppskattningar som gjorts samt kriterierna för ett gott vågklimat i en småbåtshamn, samt det faktum att badplatserna ligger innanför småbåtshamnen, så är vår bedömning att vågklimatet vid platsen för de planerade badplatserna innanför Badholmen samt den nya småbåtshamnen söder om Badholmen inte utgör något problem. Vi förväntar oss inte att Gotlandsfärjorna skulle kunna ge upphov till besvärlig vågpåverkan men detta har inte utretts här. Direkt observation i samband med att färjorna lägger till borde vara tillräckligt för att bedöma om detta skulle kunna vara något problem. Vill man minska risken för att eventuella enstaka tillfällen med högre vågor ger upphov till problem kan flytbryggorna i den planerade småbåtshamnen särskilt den östligaste konstrueras så att de dämpar inkommande vågor utifrån. Detta kräver kunskap om vågornas period då flytbryggor inte klarar av att dämpa vågor med lång period. Uppdragsansvarig och handläggare Olof Liungman Kvalitetsgranskare Anna Karlsson 3 AS Guidelines for design of marinas. Standards Australia, Committee CE-030, Maritime Structures, (6)